钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能和稳定性受限于界面缺陷和残余应力。本研究电子科技大学刘晓东和西南交通大学黄鹏、 周祚万等人通过在SnO₂/钙钛矿界面引入天然无毒氨基酸衍生物——四氢嘧啶羧酸（Ec），构建了一种双锚定分子桥接机制。

实验与理论计算表明，Ec的羧基优先钝化SnO₂中的Sn⁴⁺缺陷和氧空位，而亚胺基团则与钙钛矿中的Pb²⁺配位，钝化未配位缺陷。这种分子桥接机制不仅释放了残余应力，平整了晶界沟槽，还显著抑制了非辐射复合。

Ec修饰的PSCs实现了24.68%的功率转换效率（PCE）（对照组为22.56%），并在未封装条件下展现出优异的紫外稳定性——在365 nm紫外光照射（50 mW cm⁻²）130小时（相当于1412小时太阳辐照）后，仍保持80.12%的初始PCE。

文章亮点总结

  1. 双功能分子桥接：Ec通过羧基和亚胺基团分别钝化SnO₂和钙钛矿的界面缺陷，显著降低非辐射复合，提升电荷传输效率。

  2. 应力释放与界面优化：Ec分子桥接有效释放残余应力，平整晶界沟槽，减少界面缺陷，使PSCs的PCE提升至24.68%。

  3. 卓越的紫外稳定性：未封装的Ec-SnO₂基PSCs在强紫外照射下保持80%以上的初始效率，为商业化应用提供了重要突破。

W. Cheng, P. Huang, Z. Gao, Y. Chen, L. Ren, Q. Feng, X. Liu, S. Ahmad, Z. Zhou, Molecular Bridging of Buried Interface Flattens Grain Boundary Grooves and Imparts Stress Relaxation for Performance Enhancement and UV Stability in Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2025, 2501296.

https://doi.org/10.1002/aenm.202501296

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